鐵素體不銹鋼一般情況下是穩定的單相鐵素體組織，加熱和冷卻不發生相變，所以，鐵素體不銹(xiu)鋼熱處理的目的不是改變組織，而是要消除或減弱在各生產工序中可能產生的第二相及其帶來的不利影響，這些影響大概可以包括以下幾個方面。
1. σ相脆性
鐵(tie)素體不銹鋼，特別是高鉻鐵(tie)素體不銹鋼是容易生(sheng)成σ 相(xiang)(xiang)的(de)(de)鋼種。σ 相(xiang)(xiang)的(de)(de)形成與鋼的(de)(de)成分、組織(zhi)、加熱(re)溫度、預先冷加工等因素有關。含鉻量越高越易生(sheng)成σ相(xiang)(xiang)，硅、鎳、錳(meng)、鉬促進σ 相(xiang)(xiang)生(sheng)成，碳、氮(dan)有抑制σ相(xiang)(xiang)生(sheng)成的(de)(de)作用，通常在540~815℃加熱(re)就(jiu)會產生(sheng)σ相(xiang)(xiang)，在700~800℃加熱(re)，σ 相(xiang)(xiang)生(sheng)成速度最快。
σ 相(xiang)是(shi)富(fu)鉻(ge)的金屬間化合物，是(shi)一(yi)種(zhong)硬(ying)而脆(cui)的相(xiang)。所以，σ 相(xiang)的存(cun)在(zai)會使鋼變脆(cui)，其(qi)通(tong)常(chang)是(shi)在(zai)鐵素體晶界處(chu)析出，還(huan)會降低鋼的耐腐蝕性能。使用鐵素體不(bu)銹鋼時，應盡量(liang)減少(shao)σ 相(xiang)的存(cun)在(zai)。
σ 相(xiang)的生(sheng)成是可逆的。把鋼(gang)加熱(re)到高(gao)于σ 相(xiang)生(sheng)成溫度范圍，σ 相(xiang)便會重新(xin)溶解到固溶體中，減少對(dui)鋼(gang)的危(wei)害(hai)。通常把鋼(gang)加熱(re)到900℃以上即(ji)可消除σ 相(xiang)。
在(zai)有些特定的使(shi)用環境中，如用于靜(jing)載荷或摩擦條件下(xia)，可(ke)利用σ 相對鋼起到的強化作用，提高使(shi)用效果。
2. 475℃脆性
鐵素體不銹鋼在400~500℃長時間加熱后，會表現出強度升高、韌性大幅度下降的特征，因其在475℃左右表現最明顯，故常稱為475℃脆性。鐵素體不銹鋼的這種脆性傾向，隨鋼中含鉻量的提高而增大，產生脆性的溫度也隨含鉻量增高而移向較高的溫度。
研究表明(ming)，鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼在400~500℃這個溫度區間(jian)長時間(jian)加熱過程(cheng)中，鐵(tie)素體(ti)內的(de)鉻原(yuan)子將重新排列，形(xing)成(cheng)許多富鉻的(de)小區域，它們與母相共格，引起點陣畸(ji)變和內應(ying)力，從而使鋼的(de)強度升(sheng)高(gao)，韌性降(jiang)低，見圖(tu)2-2。
同時，晶體內既然形成了富鉻區，也(ye)(ye)必然存(cun)在貧鉻區，又加之有內應力存(cun)在，使鋼的耐腐(fu)蝕(shi)性也(ye)(ye)會降低。見(jian)圖2-3。
鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼高于(yu)700℃溫度加(jia)熱時，由于(yu)鉻原子重新排列引起的畸變(bian)和內應力會(hui)消除(chu)，所以，其帶(dai)來的對鋼的不利影響也隨之消除(chu)。即475℃脆性(xing)在高于(yu)這個(ge)溫度進行加(jia)熱會(hui)被消除(chu)。
3. 高(gao)溫脆性
當(dang)鐵素(su)(su)體不銹鋼中含有(you)一(yi)定(ding)量的(de)碳、氮(dan)等間(jian)隙元素(su)(su)時(shi)，加熱(re)到950℃以上再冷(leng)卻下(xia)(xia)來，可使(shi)鋼在(zai)室(shi)溫下(xia)(xia)的(de)塑性和韌性降(jiang)低，呈現出明顯(xian)的(de)脆性，一(yi)般(ban)稱為鐵素(su)(su)體不銹鋼的(de)高溫脆性。這(zhe)種現象經常發生(sheng)在(zai)鑄件、焊(han)接(jie)件以及(ji)在(zai)950℃以上加熱(re)的(de)工件中。
鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼中(zhong)(zhong)高(gao)溫(wen)(wen)脆性(xing)產生(sheng)的(de)(de)原因，認(ren)為是自高(gao)溫(wen)(wen)冷卻下(xia)來的(de)(de)過程中(zhong)(zhong)，鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)鉻與碳和(he)氮形成(cheng)化合(he)物并在晶內和(he)晶界析(xi)出(chu)的(de)(de)結(jie)果。這種析(xi)出(chu)物的(de)(de)存在不僅降(jiang)低鋼的(de)(de)韌(ren)性(xing)，也(ye)降(jiang)低鋼的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)。這種不利影(ying)響(xiang)不僅限制(zhi)了鋼在高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)使(shi)用，也(ye)對焊接質量產生(sheng)有害的(de)(de)作用。
鐵素體不(bu)銹鋼的高(gao)溫脆性可以通(tong)過將鋼加熱到750~850℃,然(ran)后以較(jiao)快(kuai)速(su)度冷卻來消除，使鋼的塑性得(de)到恢復。
4. 晶間腐(fu)蝕
鐵素體不銹鋼也會產生晶間腐蝕。研究和實踐證明，鐵素體不銹鋼加熱到925℃以上，就是以較快速度冷卻到室溫，也將處于引起晶間腐蝕的敏化狀態。這點與奧氏體不銹鋼產生晶間腐蝕的條件是不同的。普通鐵素體不銹鋼焊接后，焊縫區，特別是緊鄰熔合線處即符合這種產生敏化的條件。
鐵素體(ti)不銹鋼產生晶(jing)間腐蝕的原因，認為(wei)是鋼從較高溫(wen)度冷卻下來時，會有含(han)鉻的碳化物和(he)氮(dan)化物從晶(jing)間沉淀析出(chu)的結(jie)果(guo)。而在低于900℃溫(wen)度加熱冷卻后，晶(jing)間腐蝕傾向明(ming)顯減弱。這(zhe)可(ke)從許多研(yan)究者的大(da)量實驗(yan)結(jie)果(guo)得(de)到證實，見表2-1。
通過(guo)(guo)研究還(huan)證(zheng)明，對于已(yi)經(jing)處(chu)于晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)敏感狀態的(de)鐵(tie)素體不銹鋼，一般經(jing)過(guo)(guo)700~800℃短(duan)時間(jian)(jian)加(jia)熱處(chu)理(li)，便(bian)可(ke)(ke)減少(shao)或(huo)消(xiao)除晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)傾向，這一點也可(ke)(ke)從表2-1的(de)實驗(yan)數據(ju)中得到(dao)驗(yan)證(zheng)。
對(dui)鐵素(su)體不銹鋼進行熱(re)處理的(de)(de)出(chu)發點(dian)，就是要消除或減(jian)(jian)少鋼中的(de)(de)σ相脆性(xing)、475℃脆性(xing)、高(gao)溫脆性(xing)和晶間腐蝕(shi)傾向(xiang)存在而產生(sheng)的(de)(de)不良效果，同時，盡(jin)量減(jian)(jian)少鑄(zhu)造、焊(han)接、冷加(jia)工等加(jia)工過程中產生(sheng)的(de)(de)應力、應變。以(yi)保證(zheng)鐵素(su)體不銹鋼在使(shi)用中具有良好的(de)(de)韌性(xing)和耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能，使(shi)構件組織(zhi)、形狀和尺寸穩定。
